KR102286325B1 - 벽면 포인팅 기반 실내 구조 정보를 생성하는 휴대용 단말기 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 동작 방법은, 제1 벽면의 제1 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하는 단계; 상기 측정 정보로부터 획득되는 사용자 위치 정보, 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제1 좌표점의 위치 정보를 연산하는 단계; 상기 제1 벽면의 제2 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하는 단계; 상기 측정 정보로부터 획득되는 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제2 좌표점의 위치 정보를 연산하는 단계; 선형 함수 연산에 기초하여, 상기 제1 좌표점 및 상기 제2 좌표점을 연결하는 상기 제1 벽면의 구조 정보를 결정하는 단계; 및 상기 제1 벽면의 구조 정보를 포함하는 실내 구조 정보를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

벽면 포인팅 기반 실내 구조 정보를 생성하는 휴대용 단말기 및 그 동작 방법{A PORTABLE TERMINAL FOR GENERATING FLOOR PLANS BASED ON POINTING WALLS}

본 발명은 휴대용 단말기 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 벽면 포인팅 기반 실내 구조 정보를 생성하는 휴대용 단말기 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 도면 설계 작업시에는 퍼스널컴퓨터나 노트북 컴퓨터 등에 CAD 프로그램을 설치하고, 마우스나 타블렛 같은 장치를 이용하여 도면을 작성하고, 결과물을 산출한다.

그러나, 사회가 산업 사회에서 정보화 사회로 발전하면서, 도면이 아닌 3차원 모델링 결과물 자체를 사용자 체험 형식으로 보다 쉽게 사용자에게 제공하여 견본주택 등의 기능을 대체할 수 있는 가상현실 기술들이 대두되고 있다.

예를 들어, 건축물 실내(주택, 아파트, 사무실, 병원, 교회 등등)의 가상 투어(virtual tour), 인테리어 또는 가구배치 시뮬레이션(또는 실내 시뮬레이션)의 목적으로 VR(Virtual Reality) 또는 AR(Augmented Reality)가 생성되고, 사용자에게 이에 기반한 환경 및 상황 등을 모의로 제공하고 상호작용하도록 하는 다양한 방식들이 제안되고 있다.

이를 위해, 미리 수작업이나 3D 스캐너로 건물이나 실내 구조의 3차원 데이터를 생성하고, 이에 기반한 가상 현실을 제공하는 방식 등이 이용될 수 있다. 그러나, 이 방식의 경우에는 스캔 정보 또는 도면 등으로부터의 추정에 의한 3차원 건축 모델링 과정을 필요로 하여, 제작의 어려움이 있을 뿐만 아니라, 데이터 처리의 한계 및 수작업의 한계로 인해 그 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 휴대용 단말기의 카메라 기능을 이용하여 영상으로부터 실내 구조, 가구 등을 인식시키는 기술 등이 제안되고는 있는 실정이다. 그러나, 이러한 기술들 또한 영상 이미지 분석 및 추정에 의한 것으로, 정확한 실내 구조를 산출하지 못할 뿐만 아니라, 특정 방향의 이미지만을 활용하므로 건물 평면도 등의 구체적으로 완성된 실내 구조 정보를 산출하기에는 어려움이 있다.

따라서, 현재의 기술만으로는 현실적으로 건축물의 실내 정보를 구조화하여 생성하는데 시간과 비용이 과도하게 소요되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 휴대용 단말기와 연동된 거리 측정 및 3차원 각도 측정을 바탕으로 순차적인 벽면 포인팅 기반 실내 구조 정보를 생성하게 함으로써, 사용자가 직관적이고 편리하게 실내 구조 정보를 작성할 수 있도록 하며, 특히 휴대용 단말기에 대한 몇 번의 입력만으로도 실측에 가까운 건물 평면도를 생성할 수 있는 벽면 포인팅 기반 실내 구조 정보를 생성하는 휴대용 단말기 및 그 동작 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 휴대용 단말기의 동작 방법에 있어서, 제1 벽면의 제1 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하는 단계; 상기 측정 정보로부터 획득되는 사용자 위치 정보, 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제1 좌표점의 위치 정보를 연산하는 단계; 상기 제1 벽면의 제2 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하는 단계; 상기 측정 정보로부터 획득되는 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제2 좌표점의 위치 정보를 연산하는 단계; 선형 함수 연산에 기초하여, 상기 제1 좌표점 및 상기 제2 좌표점을 연결하는 상기 제1 벽면의 구조 정보를 결정하는 단계; 및 상기 제1 벽면의 구조 정보를 포함하는 실내 구조 정보를 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 장치는휴대용 단말기에 있어서, 제1 벽면의 제1 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하고, 상기 제1 벽면의 제2 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하는 측정부; 상기 측정 정보로부터 획득되는 사용자 위치 정보, 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제1 좌표점의 위치 정보를 연산하고, 상기 측정 정보로부터 획득되는 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제2 좌표점의 위치 정보를 연산하는 좌표 연산부; 및 선형 함수 연산에 기초하여, 상기 제1 좌표점 및 상기 제2 좌표점을 연결하는 상기 제1 벽면의 구조 정보를 결정하며, 상기 제1 벽면의 구조 정보를 포함하는 실내 구조 정보를 생성하는 공간 정보 생성부를 포함한다.

한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램 및 상기 프로그램이 기록된 기록 매체로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 휴대용 단말기와 연동된 거리 측정 및 3차원 각도 측정을 바탕으로 측정된 제1 벽면의 제1 좌표점과, 제2 좌표점에 대응하는 각 좌표점의 위치 정보를 연산하고, 상기 좌표점을 연결하는 선형 함수 연산에 기초하여, 상기 제1 벽면의 구조 정보를 결정하게 함으로써, 상기 제1 벽면의 구조 정보를 포함하는 실내 평면도 정보를 생성할 수 있으며, 이후의 벽면 연결에 따라 순차적인 벽면 포인팅 기반 실내 구조 정보를 생성하게 할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 사용자가 직관적이고 편리하게 실내 구조 정보를 작성할 수 있도록 하며, 특히 휴대용 단말기에 대한 몇 번의 입력만으로도 실측에 가까운 건물 평면도를 생성할 수 있는 벽면 포인팅 기반 실내 구조 정보를 생성하는 휴대용 단말기 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 정보 생성부를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 실내 구조 정보의 생성과정을 단계적으로 나타내는 도면들이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 출력되는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면들이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기를 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 구성을 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.

본 명세서에서 설명되는 휴대용 단말기(100)는 사용자 입력에 따라 동작되는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 컴퓨터, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, 가상 현실 장치 등 다양한 전자 기기들이 예시될 수 있다.

그리고, 휴대용 단말기(100)에는 본 발명의 실시 예에 따른 방법들을 실행시키기 위한 프로그램 또는 어플리케이션이 설치되어 동작할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에에 따른 휴대용 단말기(100)는 실내 구조 정보 생성 인터페이스를 제공할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따라 생성된 실내 구조 정보는 휴대용 단말기(100)에 저장되거나, 별도 서버(미도시) 등으로 업로드되어 사용자 정보에 따라 관리될 수 있다.

여기서, 실내 구조 정보는 2차원 건물평면도 정보를 포함할 수 있으며, 3차원 모델링 정보가 정합되어 실내 인테리어 시뮬레이션 등에 이용될 수 있는 구조 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 실내 구조 정보는 하나 이상의 벽면들 및 각 벽면들의 연결정보를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 폐공간을 형성할 수 있다.

이러한, 실내 구조 정보 생성을 용이하게 하기 위해 휴대용 단말기(100)는 거리 측정 센서 및 각도 측정 센서를 구비할 수 있으며, 사용자 입력에 따라 실내에서 포인팅된 제1 벽면(200)에 대응하는 측정 정보로부터 제1 좌표점(201) 및 제2 좌표점(202)을 연산하고, 상기 제1 좌표점(201) 및 제2 좌표점(202)에 기초한 제1 벽면(200)의 구조 정보를 결정할 수 있다. 제1 벽면(200)의 구조 정보는 제1 좌표점(201) 및 제2 좌표점(202)을 연결하는 무한의 선형 함수로 산출될 수 있으며, 상기 선형 함수는 각 벽면들(200, 210)마다 각각 결정될 수 있다.

이에 따라, 휴대용 단말기(100)는 각 벽면들(200, 210)에 대응하는 선형 함수들을 연장하고, 각 선형 함수들간 교차점(203)을 식별할 수 있으며, 상기 교차점(203)에 대응하는 제1 벽면 및 제2 벽면의 연결을 처리할 수 있고, 교차점간 코너 위치 및 코너 각도가 예측될 수 있다.

특히, 코너 위치 및 코너 각도의 경우 실내 건물평면도 산출에 매우 중요한 요소이나, 기존의 전체 스캐닝 방식 등으로는 정확히 측정하기 어려운 문제점이 있는 바, 본 발명의 실시 예에 따른 코너 위치 및 코너 각도 산출은 선형 산출된 제1 벽면(200) 및 제2 벽면(210)의 연장선 간 교차점(203)으로 계산됨에 따라 매우 정확한 실내 구조 정보 산출을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 사용자가 폐공간이 형성될 때까지 각 벽면의 측정 및 연결 프로세스를 제1 방향으로 반복하여 수행하게 함으로써, 실내 구조 정보를 완성시킬 수 있게 된다.

이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기(100)는 사용자로 하여금 각 벽면의 2개 좌표점의 포인팅과, 제1 방향으로의 순차적인 벽면 생성 입력을 직관적으로 수행하게 하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.

예를 들어, 과거 일부 종래 기술에는 공간의 모서리 등을 측정하게 하여 실내 구조 정보를 산출하는데 이용하는 기술 등이 있으나, 이러한 측정만으로는 정확한 측정을 하는 것이 거의 불가능한 문제점이 있다.

이에 반해, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기(100)는 간단히 벽면에 대한 2개 좌표점 포인팅만으로 정확한 벽면 구조가 산출될 수 있으며, 벽면은 두 개의 측정 된 점을 통과하는 선형 함수로 매핑될 수 있는 바, 실내 공간의 모든 벽에 대해 이것이 반복됨으로써, 벽면 및 잠재적 벽면 연장 선들이 산출되고, 그 연결에 따른 코너 위치 및 각도 정보가 정확하게 산출될 수 있게 된다.

다만, 이를 위해, 휴대용 단말기(100) 사용자는 특정한 제1 방향(예를 들어, 시계 방향 또는 시계 반대 방향)으로 연속적으로 벽면을 측정해야 할 필요성이 있으며, 따라서, 제1 벽면을 측정 한 후에 다음 제2 벽면이 첫 번째 벽에 인접해야 하고, 전체 실내 구조 정보 생성 과정에서 최초의 제1 방향이 유지되어야 할 필요성이 있다.

또한, 휴대용 단말기(100)는 측정 중 일정 속도 이하로 이동하는 것이 바람직하다. 이는 휴대용 단말기(100)의 위치 및 각도 측정에 있어서의 정확도를 높이기 위함이다.

그리고, 상기 제1 좌표점 및 제2 좌표점은 일정 거리 이상 이격되는 것이 바람직하며, 높이는 일정 높이 이내로 인접하는 것이 바람직하다. 이는 정확한 선형 함수 산출에 용이하기 때문이다.

또한, 완성된 실내 구조 정보는 정보 공유 및 저장에 이용될 수 있으며, 실내 시뮬레이션에 이용될 수 있는 바, 실내 시뮬레이션은 휴대용 단말기(100)의 디스플레이 등에 표시되는 가상 공간상에 현실과 유사한 3차원 공간을 가시화하고, 이에 대응되는 3차원 객체를 상기 실내 구조 정보에 기초한 실내 시뮬레이션 그래픽 상에 자유롭게 배치할 수 있는 기능을 포함할 수 있다. 이에 따라, 실내 시뮬레이션은 바람직하게는 방에 배치할 가구 등을 시뮬레이션하는 플로어 플랜(FLOOR PLAN)에 이용될 수 있으며, 실내 시뮬레이션을 제공하는 어플리케이션에는 플로어 플랜 어플리케이션이 포함될 수 있다.

이를 위해, 별도의 서버 장치에서는 휴대용 단말기(100)에서 설치 가능한 상기 소정의 어플리케이션과 상기 실내 시뮬레이션을 제공하기 위해 필요한 정보를 저장할 수 있으며, 휴대용 단말기(100)의 사용자에 대한 사용자 등록 및 실내 구조 정보 관리를 제공할 수 있다. 휴대용 단말기(100)는 서버 장치로부터 어플리케이션을 다운로드하여 설치할 수 있다.

이를 구현하기 위한 각 장치의 세부 구성들에 대하여 하기에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 휴대용 단말기(100)는 입력부(110), 거리 측정부(121), 각도 측정부(122), 공간 정보 생성부(130), 제어부(140), 인터페이스 출력부(150), 저장부(160) 및 통신부(170)를 포함한다. 도 2에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 단말기가 구현될 수도 있다.

통신부(170)는 휴대용 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 휴대용 단말기(100)와 휴대용 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(170)는 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 및 위치정보 모듈 등을 포함할 수 있다.

이동통신 모듈은, 이동 통신망 상에서 서버 장치, 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 휴대용 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈은 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

또한, 예를 들어 통신부(170)는 서버 장치로 완성된 실내 구조 정보를 업로드하고하거나, 상기 서버 장치로부터 사용자 정보에 대응하여 사전 등록된 실내 구조 정보를 수신할 수 있다.

입력부(110)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(110)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

측정부(120)는 휴대용 단말기(100)에 구비된 하나 이상의 센서를 통해 센싱되는 정보를 측정하여 출력한다. 측정부(120)는, 거리 측정부(121), 각도 측정부(122) 및 위치 측정부(123)를 포함할 수 있다.

거리 측정부(121)는 휴대용 단말기(100)가 포인팅한 위치까지의 거리 정보를 출력하는 하나 이상의 거리 측정 센서를 포함할 수 있다. 거리 측정부(121)는 예를 들어, 초음파 센서, 레이저 센서, 적외선 센서, 레이더 센서, 카메라 센서 등의 다양한 센서가 예시될 수 있으며, 바람직하게는 휴대용 단말기(100)에 탈착가능한 형태로 구비될 수 있다.

그리고, 각도 측정부(122)는 휴대용 단말기(100)의 현재 상태에 대응하는 3차원 각도 정보를 출력하기 위한 하나 이상의 상태 측정 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각도 측정부(122)는 휴대용 단말기(100)가 일정 각도 기울어져 있는지 등을 측정하는 3축 가속도 센서 등을 포함할 수 있다. 여기서, 측정되는 각도 정보는 거리 측정부(121)의 거리 정보와 함께 벽면의 좌표점 산출에 이용될 수 있는 바, 특히, 요(yaw) 축, 피치(pitch) 축, 롤(roll) 축을 3축으로 하는 3축 각도 정보가 각각 측정 또는 연산되어 출력될 수 있다.

또한, 위치 측정부(123)는 휴대용 단말기(100)의 현재 위치에 대응하는 위치 정보를 출력하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 가속도 센서, GPS 센서 또는 실내 위치 추적 센서 등의 다양한 위치 정보 산출을 위한 출력 센서들을 포함할 수 있다. 특히, 위치 측정부(123)는 증강 현실 또는 가상 현실 시뮬레이션을 위해 사용자의 위치 및 헤드 트래킹을 가능하게 하는 하나 이상의 트래킹 센서를 포함할 수도 있다.

인터페이스 출력부(150)는 인터페이스 제공을 통해 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부, 음향 출력 모듈, 알람부 및 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부는 휴대용 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 단말기가 실내 시뮬레이션 모드인 경우, 실내 시뮬레이션 및 플로어 플랜과 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고, 인터페이스 화면에는 본 발명의 실시 예에 따른 실내 구조 정보 생성을 위한 사용자 인터페이스가 표시될 수 있다.

디스플레이부는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

저장부(160)는 제어부(140)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다.

저장부(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 휴대용 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

공간 정보 생성부(130)는, 입력부(110)의 입력 및 제어부(140)의 제어에 따라, 거리 측정부(121)의 거리 정보와, 각도 측정부(122)의 3차원 각도 정보에 기초하여 실내 구조 정보 생성을 위한 벽면 구조 정보 및 벽면 연결 정보를 산출하며, 벽면들의 순차적 연결에 의한 폐공간 형성여부에 따라, 실내 구조 정보를 완성하고, 인터페이스 출력부(150)를 통한 출력 처리를 수행한다.

이를 위해, 공간 정보 생성부(130)는 거리 측정부(121)의 거리 정보와 각도 측정부(122)의 3차원 각도 정보에 기초한 각 벽면의 제1 좌표점 및 제2 좌표점을 연산할 수 있으며, 상기 제1 좌표점 및 상기 제2 좌표점의 연결에 의한 제1 벽면의 구조 정보를 결정할 수 있고, 상기 구조 정보의 선형 함수 연산에 따른 다른 벽면과의 코너 연결 처리를 수행하여, 실내 구조 정보의 코너 위치 및 코너 각도 연산을 수행할 수 있다.

또한, 공간 정보 생성부(130)는 코너 각도의 보정 처리를 수행하여, 완성된 실내 구조 정보를 생성할 수 있는 바, 이는 통상적인 실내 평면도의 벽면 구조가 90도임을 고려한 전체적인 각도 보정 처리를 포함할 수 있다.

제어부(140)는 통상적으로 단말기의 전반적인 동작을 제어하며, 예를 들어 실내 구조 정보 생성, 인터페이스 제공, 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.

또한, 제어부(140)는 사용자 입력에 따라, 상기 공간 정보 생성에 따라 연산된 벽면 구조 정보, 코너 위치 정보 및 코너 각도 정보를 포함하는 실내 구조 정보를 저장부(160)에 저장하거나, 통신부(170)를 통해 서버 장치로 전송되도록 처리할 수 있다.

이에 따라, 상기 실내 구조 정보는 상기 휴대용 단말기(100)의 사용자 계정 정보에 매칭되어 클라우드 서버 또는 서버 장치에 저장 및 관리될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 정보 생성부를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 다른 공간 정보 생성부(130)는, 측정점 좌표 연산부(131), 벽면 정보 연산부(133), 코너 산출부(135), 공간 정보 결정부(137) 및 보정부(139)를 포함한다.

측정점 좌표 연산부(131)는, 거리 측정부(121) 및 각도 측정부(122)에서 센싱된 거리 정보 및 3차원 각도 정보에 기초하여 벽면 측정점의 좌표를 연산하고, 제1 벽면에 대응하는 제1 좌표점 정보 및 제2 좌표점 정보를 출력할 수 있다.

보다 구체적으로, 측정점 좌표 연산부(131)는 각 벽면들은 지면으로부터 수직으로 상승 형성되며, 곡면이 아닌 직선 형태로 형성됨을 전제하여, 벽면 측정점의 좌표를 연산할 수 있다.

예를 들어, 측정점 좌표 연산부(131)는 위치 측정부(123)로부터 측정되는 사용자의 현재 위치를 기준점으로 하며, 거리 측정부(121)로부터 획득된 거리 정보에 따라 현 위치로부터 포인팅된 방향의 벽면까지의 포인팅 거리 정보를 측정할 수 있다.

이 때, 측정점 좌표 연산부(131)는 상기 포인팅 거리 정보와, 현재의 3차원 각도 정보 중 피치 각도 정보를 코사인 연산하여, 지면과 평행한 선분의 평행 거리 정보를 산출할 수 있으며, 이는 사용자의 현재 위치로부터 벽면까지의 2차원 거리 정보로 결정될 수 있다. 즉, 사용자로부터 벽면까지의 평행 거리 정보= 포인팅된 거리 정보 x COS(피치 각도)로 연산될 수 있는 것이다.

그리고, 측정점 좌표 연산부(131)는 평행 거리 정보와, 3차원 각도 정보 중 요(yaw) 각도 정보를 연산하여, 현위치에 대응하는 벽의 좌표점 정보를 산출할 수 있다. 평행 거리 정보를 l이라 하고, 피치 각도를 θ라 하며, 요 각도 정보를 Φ라 하며, 현위치를 (x0, y0)라고 하면, 하기 수학식 1과 같은 연산에 따라, 현재 좌표점 정보 (x, y)가 산출될 수 있다.

그리고, 측정점 좌표 연산부(131)는 제1 벽면의 제1 좌표점(x1, y1)이 측정되면, 상기 제1 벽면의 제2 좌표점(x2, y2)를 추가적으로 측정할 수 있다. 여기서, 각 벽면에 대응하는 좌표점은 최소 2개일 수 있으며, 인터페이스 제공에 따라 제1 방향으로 순차적인 벽면들에 대한 2개 좌표점들이 각각 연산될 수 있다.

그리고, 각 벽면들의 2개 이상의 좌표점들이 연산되면, 벽면 정보 연산부(133)는 각 좌표점들에 대응하는 선형 함수 연산을 처리하여 벽면 구조 정보를 산출한다.

벽면 정보 연산부(133)는 2개 좌표점을 연결하는 일차함수 방정식(y = ax + b)의 형태로서 각각의 벽면 구조 정보를 결정할 수 있다. 각 벽면 구조 정보는 측정된 벽면 부분과 상기 벽면 부분에서 무한 연장 형성되는 예측 벽면 부분을 포함할 수 있다.

그리고, 코너 산출부(135)는 각 벽면 구조 정보의 교차점 연산에 기초하여, 각 벽면을 연결하는 코너 정보를 산출할 수 있으며, 코너 정보는 코너 위치 정보 및 코너 각도 정보를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 코너 산출부(135)는 제1 벽면과 제2 벽면간 코너 정보를 산출하기 위해 각 제1 벽면 및 제2 벽면의 기울기 s를 산출하고, 각 벽면의 한 점을 기준으로 하는 y 절편 값을 연산할 수 있다. (y_0 - s*x_0 = b)

여기서, 제1 벽면의 제1 선형함수를 ax + b = y 라 하고, 제2 벽면의 제2 선형함수를 cx + d = y 라고 하면, 두 선형함수의 x와 y가 일치하는 교차점 위치의 x = (d-b)/(a-c)로 연산될 수 있다. 여기서, a는 제1 벽면의 기울기, c는 제2 벽면의 기울기, b는 제1 벽면의 y절편, d는 제2 벽면의 y절편일 수 있다.

그리고, 코너 산출부(135)는 앞서 산출된 x 좌표값을 이용하여 제1 벽면 또는 제2 벽면 선형함수에 적용함으로써, y 값을 산출할 수 있다. 이에 따라, 획득된 코너 위치 정보 (x, y)가 산출될 수 있으며, 상기 코너 위치 정보에 대응하여 제1 선형 함수 및 제2 선형 함수의 기울기간 연산에 의한 코너 각도 정보가 산출될 수 있다.

공간 정보 결정부(137)는 연산된 벽면 구조 정보와 코너 정보에 기초하여, 각 코너 및 벽면들을 연결한 공간 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 공간 정보 결정부(137)는 각 코너 및 벽면 연결에 따른 폐공간이 형성되는 경우, 공간 정보를 결정하고 방1 등의 레이블을 부여할 수 있다.

한편, 보정부(139)는 상기 코너 정보의 코너 각도 정보에 대응하여, 벽면 구조 정보가 통상적으로 직각(90도)임을 고려한 보정 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 보정부(139)는 코너 각도 정보가 90도에 대응하여 일정 각도 이내인 경우, 상기 코너 각도 정보를 90도로 보정하는 보정 처리를 수행할 수 있다. 이에 따라 전체적인 건물 평면도의 정확한 구조화를 가능하게 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 실내 구조 정보의 생성과정을 단계적으로 나타내는 도면들이다.

먼저, 휴대용 단말기(100)는 제1 벽면의 제1 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득한다(S101).

그리고, 현재 위치 정보, 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제1 좌표점을 연산한다(S103).

이후, 휴대용 단말기(100)는 상기 제1 벽면의 제2 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득한다(S105).

그리고, 현재 위치 정보, 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제2 좌표점을 연산한다(S103).

이후, 휴대용 단말기(100)는 제1 좌표점 및 제2 좌표점을 연결하는 상기 제1 벽면의 선형 함수 및 구조 정보를 결정한다(S109).

그리고, 휴대용 단말기(100)는 연속적인 사용자 입력에 따라, 하나 이상의 제2 벽면들에 대응하는 좌표점 연산, 선형 함수 생성 및 구조 정보 결정을 반복적으로 수행한다(S111).

이후, 휴대용 단말기(100)는 벽면 연결 입력에 따라, 제1 벽면의 선형 함수와, 제1 방향으로 인접한 제2 벽면의 선형 함수에 기초한 코너 위치를 산출한다(S115).

그리고, 휴대용 단말기(100)는 공간 정보 결정부(137)를 통해 코너 위치 정보에 기초하여, 상기 제1 벽면 및 상기 인접한 제2 벽면을 연결 처리한다(S117).

그리고, 휴대용 단말기(100)는 상기 제1 벽면이 다시 연결될 때까지 나머지 제2 벽면들간 연결 프로세스를 상기 제1 방향으로 순차적으로 수행한다(S119).

이후, 휴대용 단말기(100)는 인터페이스 출력부(150)를 통해 사용자의 완성 입력에 따른 실내 평면도 정보를 생성 및 출력할 수 있다(S121).

또한, 휴대용 단말기(100)는 보정부(139)는 통한 코너 각도 보정을 수행할 수 있으며(S123), 사용자 입력에 따른 실내 평면도 정보로의 저장 및 업로드 처리를 수행할 수 있다(125).

여기서, 실내 평면도 정보는 2차원 벽면 정보 및 코너 정보를 포함하는 평면 구조 정보일 수 있으며, 2차원 구조 정보 자체가 출력되거나, 3차원 실내 시뮬레이션 정보로서 변환 처리되어 사용자가 현실적으로 체감 가능한 형태의 3차원 그래픽 이미지로 출력될 수도 있다.

도 5 내지 도 6은 상기 각 단계에 따른 벽면 및 실내 구조 정보 생성 과정을도시한 것으로, 도 5(A)에 도시된 바와 같이, 사용자는 각 벽면에 대응하는 2개 좌표점 식별을 위한 포인팅을 수행할 수 있으며, 특히 휴대용 단말기(100)는 제1 방향으로 순차적으로 수행하게 하는 인터페이스를 제공함으로써, 정상적인 벽면 연결이 이루어지도록 할 수 있다.

그리고, 순차적인 벽면 생성이 완료되면, 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 각 벽면의 선형 함수 연결 및 코너 정보 산출에 의한 폐공간이 형성될 수 있으며, 공간 정보 결정부(137)는 이 따른 실내 구조 정보를 결정할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 보정부(139)는 각 코너 정보의 오차값을 예측하여, 90도 대비 일정 범위 이내인 경우 모두 90도로 보정하는 각도 보정 처리를 수행할 수 있는 바, 보다 자연스러운 실내 평면도 정보로서의 산출이 가능하게 된다.

도 7 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 출력되는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면들이다.

도 7 및 도 8은 인터페이스 출력부(150)를 통해 제공되는 벽면 측정 인터페이스를 도시하는 것으로, 각 벽마다 두 점을 측정하기 위한 인터페이스가 사용자에게 제공될 수 있고, 각 두 점이 측정 완료될 때마다 하나의 벽면이 생성되는 그래픽 이미지가 인터페이스 출력부(150)를 통해 출력할 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 벽면 생성에 따른 벽면 연장선이 함께 출력될 수 있는 바, 상기 벽면 연장선은 선형 함수에 의해 결정되어 코너 산출에 이용되는 벽면의 예측선일 수 있다.

그리고, 도 9 및 도 10은 모든 벽면이 측정 완료된 경우, 사용자가 선 연결/해제 버튼을 입력한 경우의 벽면 연결 인터페이스를 도시한 것으로, 각 벽면들이 앞서 설명된 본 발명의 프로세스에 의해 연결되어, 실내 구조 정보를 형성할 수 있다. 사용자는 결과를 미리보기하고, 잘못 측정된 경우 다시 선 연결/해제 버튼을 입력하여 벽면 연결을 해제 처리할 수 있다.

한편, 도 11 및 도 12는 최종적인 코너 각도 보정 및 작성 완료 인터페이스를 도시한 것으로, 사용자는 코너 각도의 보정 여부를 선택적으로 입력할 수 있으며, 작성 완료된 실내 평면도 정보의 클라우드 또는 서버 업로드 여부를 선택적으로 입력할 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.

Claims (15)

1. 휴대용 단말기의 동작 방법에 있어서,
   제1 벽면의 제1 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하는 단계;
   상기 측정 정보로부터 획득되는 사용자 위치 정보, 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제1 좌표점의 위치 정보를 연산하는 단계;
   상기 제1 벽면의 제2 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하는 단계;
   상기 측정 정보로부터 획득되는 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제2 좌표점의 위치 정보를 연산하는 단계;
   선형 함수 연산에 기초하여, 상기 제1 좌표점 및 상기 제2 좌표점을 연결하는 상기 제1 벽면의 구조 정보를 결정하는 단계; 및
   상기 제1 벽면의 구조 정보를 포함하는 실내 구조 정보를 생성하는 단계를 포함하고,
   상기 실내 구조 정보를 생성하는 단계는,
   상기 제1 벽면과 제1 방향으로 인접한 제2 벽면의 구조 정보를 결정하는 단계; 및
   상기 제1 벽면의 선형함수 정보 및 상기 제2 벽면의 선형 함수 정보에 기초하여, 상기 제1 벽면과 상기 제2 벽면의 구조 정보의 코너 정보 연산에 따른 상기 제1 벽면과 상기 제2 벽면을 연결 처리하는 단계를 포함하는
   휴대용 단말기의 동작 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 위치 정보를 연산하는 단계는,
   현재 위치로부터 포인팅된 방향의 제1 벽면까지의 제1 포인팅 거리 정보와 상기 3차원 각도 정보에 기초하여 연산된 상기 제1 벽면까지의 제1 평행 거리 정보를 상기 제1 벽면의 제1 좌표점에 대응하는 거리 정보로서 산출하는 단계를 포함하는
   휴대용 단말기의 동작 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 3차원 각도 정보는 피치(Pitch) 정보를 포함하고,
   상기 제1 벽면까지의 제1 좌표점에 대응하는 평행 거리 정보는 상기 포인팅 거리 정보에 코사인 연산된 상기 피치(Pitch) 정보의 곱연산에 의해 산출되는
   휴대용 단말기의 동작 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 3차원 각도 정보는 요(Yaw) 정보를 포함하고,
   상기 제1 좌표점에 대응하는 거리 정보는,
   제1 좌표점(x, y)에 대응하는 평행 거리 정보를 l이라고 하고, 피치 정보는 θ라 하고, 요 정보는 Φ라하고, 현재 사용자 위치 정보를 x0, y0라 할 때, 하기 수학식 1의 연산에 의해 산출되는
   (수학식 1)
   (x,y)=( l * cos(θ) * (-sin(Φ)) + x0, l * cos(θ) * (-cos(Φ)) + y0 )
   휴대용 단말기의 동작 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 벽면 및 상기 제2 벽면을 포함하는 상기 제1 방향으로의 순차적인 벽면들의 연결 처리에 따라, 하나 이상의 폐공간을 포함하는 상기 실내 구조 정보를 완성하는 단계를 더 포함하는
   휴대용 단말기의 동작 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 실내 구조 정보에 포함된 각 벽면간 코너 위치의 코너 각도 정보가 90도 대비 일정 범위 이내인 경우, 90도로 보정하는 단계를 더 포함하는
   휴대용 단말기의 동작 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 완성된 실내 구조 정보를 실내 건물평면도 정보로서 저장하는 단계를 더 포함하는
   휴대용 단말기의 동작 방법.
10. 휴대용 단말기에 있어서,
    제1 벽면의 제1 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하고, 상기 제1 벽면의 제2 좌표점에 대응하는 사용자 입력 및 측정 정보를 획득하는 측정부;
    상기 측정 정보로부터 획득되는 사용자 위치 정보, 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제1 좌표점의 위치 정보를 연산하고, 상기 측정 정보로부터 획득되는 3차원 각도 정보 및 거리 정보에 기초하여, 2차원 변환된 제2 좌표점의 위치 정보를 연산하는 좌표 연산부; 및
    선형 함수 연산에 기초하여, 상기 제1 좌표점 및 상기 제2 좌표점을 연결하는 상기 제1 벽면의 구조 정보를 결정하며, 상기 제1 벽면의 구조 정보를 포함하는 실내 구조 정보를 생성하는 공간 정보 생성부를 포함하고,
    상기 공간 정보 생성부는
    상기 측정부의 측정 정보에 기초하여 제1 벽면과 제1 방향으로 인접한 제2 벽면의 구조 정보를 결정하는 벽면 정보 연산부; 및
    상기 제1 벽면의 선형함수 정보 및 상기 제2 벽면의 선형 함수 정보에 기초하여, 상기 제1 벽면과 상기 제2 벽면의 구조 정보의 코너 정보 연산에 따른 상기 제1 벽면과 상기 제2 벽면을 연결 처리하는 코너 산출부를 포함하는
    휴대용 단말기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 좌표 연산부는,
    현재 위치로부터 포인팅된 방향의 제1 벽면까지의 제1 포인팅 거리 정보와 상기 3차원 각도 정보에 기초하여 연산된 상기 제1 벽면까지의 제1 평행 거리 정보를 상기 제1 벽면의 제1 좌표점에 대응하는 거리 정보로서 산출하는
    휴대용 단말기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 3차원 각도 정보는 피치 정보를 포함하고,
    상기 제1 벽면까지의 제1 좌표점에 대응하는 평행 거리 정보는 상기 포인팅 거리 정보에 코사인 연산된 상기 피치 정보의 곱연산에 의해 산출되는
    휴대용 단말기.
13. 삭제
14. 삭제
15. 제10항에 있어서,
    상기 공간 정보 생성부는
    상기 제1 벽면 및 상기 제2 벽면을 포함하는 상기 제1 방향으로의 순차적인 벽면들의 연결 처리에 따라, 하나 이상의 폐공간을 포함하는 상기 실내 구조 정보를 완성하는 공간 정보 결정부를 더 포함하는
    휴대용 단말기.
    

Images